毕业设计-赤竹冲水库除险加固设计 41页

湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计赤竹冲水库除险工程加固设计THEDESIGNFORELIMINATIONOFDANGERANDTHEREINFORCEMENTOFCHIZHUCHONGRESERVOIRPROJECT学生姓名：孙茂华学号：200740616201年级专业及班级：2007级水利水电工程(2)班指导老师及职称：潘景副讲师学院：工学院湖南·长沙提交日期：2011年5月n湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年月日n目录摘要1关键词11前言22综合说明22.1工程概述22.1.1水库工程位置22.1.2主要效益22.1.3工程存在的主要问题22.1.4除险加固的必要性42.2工程除险加固设计42.2.1工程存在的病险问题42.2.2除险加固措施42.3施工52.3.1施工导流53水文53.1工程概况53.2工程等级及洪水标准53.3洪水复核53.3.1原设计洪水情况53.3.2基本资料62.3.3设计洪水复核计算63.4水库调洪复核8n3.4.1调洪复核原则83.4.2溢洪道最大下泄流量的复核93.4.3调洪复核结果93.5水库抗洪能力复核103.5.1水库大坝坝顶高程复核103.5.2溢洪道控制段顶部高程复核113.5.3泄洪安全分析113.6防洪标准复核结果123.6.1防洪标准123.6.2水库大坝的实际防洪能力123.6.3泄洪能力124.1概述124.1.1坝体结构124.1.2工程地质问题124.2工程区地质概况134.2.1地形地貌134.2.2地层岩性144.2.3地质构造及地震144.2.3结论与建议145.1工程任务和规模155.2主要加固项目155.2.1工程存在的病险问题155.2.2除险加固措施165.3设计依据及标准165.4大坝主要病险情的除险加固设计165.4.1大坝坝顶加高165.4.2坝体防渗处理方案比较165.4.3大坝冲抓回填175.4.4坝体及两坝肩帷幕灌浆设计185.5输水涵洞加固设计20n5.6溢洪道除险加固设计215.6.1基本情况215.6.2除险加固设计215.6.3溢洪道水力计算21结束语26参考文献27致谢27附图28附表29n赤竹冲水库除险工程加固设计学生：孙茂华指导老师：潘景副（湖南农业大学工学院，长沙410128）摘要：本设计是对赤竹冲水库的挡水建筑物进行除险加固的施工设计，解决水库大坝的渗漏、溢洪道底板及侧墙开裂、输水涵洞渗漏等问题。主要涉及了大坝坝顶高程加高、坝基帷幕灌浆、大坝清基不彻底、坝体填筑质量不均匀。由于大坝筑坝时清基不彻底，沿基面渗透性较强,在设计中采用了混凝土防渗墙做防渗处理。关键词：加固；灌浆；加高；深层搅拌桩TheDesignofEliminationofDangerandtheReinforcementofChizhuchongReservoirProjectStudent:SunMaohuaTutor:PanJingfu(CollegeofEngineering,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,410128,china)Abstract:ThisdesignwasChizhuchongreservoirofretainingwaterdanger-eliminatingandreinforcingbuildingsofdamconstructiondesign,solvetheleakage,spillwayfloorandsidewallscraze,waterculverts.LeakageMainlyinvolvedtheheightening,damcrestelevationdamcurtaingrouting,damclearbaseisnotcomplete,daminifidingqualityuneven.Thedambasewasnotcompletelyclear,strongpermeabilityalongthebasesurface,sotheconcretewasusedinthedesignofseepagecutoffwalltodo.Keywords:densification;grouting;heighten;deepmixingpile34n1前言我国是一个水资源非常丰富的国家，新中国成立后，大大加快了开发水资源的步伐，水电成为了我国经济发展的主要能源。随着时间的增长，许多水利设施都出现了不同程度的问题，有的甚至发展成“高危工程”，不仅影响了水利的正常使用，更是威胁到当地人们的生命财产的安全。赤竹冲水库位于宁乡县黄材镇新桥村，属湘江流域沩江一级支流。赤竹水上游以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的中型水利工程。大坝坝顶高程不够；大坝施工质量较差，目前大坝中上部渗漏严重，下游坝坡散浸严重，渗流逸出点高，危及大坝安全。输水涵为浆砌石拱涵，由于施工时基础处理不彻底，砌体质量差，且经过长时间运行后，涵洞出现渗漏。目前裂缝宽度达4～5cm，因此渗水大量渗入大坝，危及大坝安全；另外，溢洪道中部被毁并修建为公路，致使无法泄洪。出现的险情已经严重影响到水库的正常安全运作，对下游居民的生命财产安全威胁很大。2综合说明2.1工程概述2.1.1水库工程位置赤竹冲水库位于宁乡县黄材镇新桥村，属湘江流域沩江一级支流赤竹水上游。地理位置为东经112°06′，北纬28°28′。坝址下游距黄材镇8.0km，距宁涟公路4.0km，地理位置十分重要。2.1.2主要效益赤竹冲水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合效益的小（Ⅰ）型水库。2.1.3工程存在的主要问题赤竹冲水库自1971年建成以来，在灌溉、防洪方面一直发挥了较大作用。但工程已运行30多年，现已严重老化。根据《宁乡县赤竹冲水库大坝安全评价报告》，该水库主要存在以下几个问题：⑴大坝大坝坝顶高程不够；大坝施工质量较差，目前大坝中上部渗漏严重，下游坝坡散浸严重，渗流逸出点高，危及大坝安全。⑵溢洪道溢洪道进口修建在山体上，基础产生不均匀沉降，致使侧墙和底板开裂。溢洪道中部被毁并修建为公路，致使无法泄洪，水库汛期以控蓄为主。⑶输水涵34n输水涵为浆砌石拱涵，由于施工时基础处理不彻底，砌体质量差，且经过长时间运行后，涵洞出现渗漏。经测，输水涵渗水量为200L/min。输水涵进口闸门破损严重。表1赤竹冲水库大坝综合评价表Table1ChizhuchongcomprehensivePingJiaBiaodam评价项目分析评价结论评定级别工程质量工程运行暴露出较为严重的质量问题（大坝清基不彻底；坝体填筑质量不均匀，填筑不密实，最大孔隙比达0.857；溢洪道座落在山体上，不均匀沉降明显，底板及侧墙开裂达4-5cm；输水涵洞砌体质量差；输水涵洞进水口闸门破损严重），施工质量差，水库汛期运行以控蓄为主。不合格运行管理大坝没有必要的安全观测设施，没有得到及时完好的维修，处于带病运行状态，防汛公路上坝不合理。差防洪标准1）坝顶高程不够，实际抗洪能力不满足国家规范要求。2）溢洪道控制段顶部高程不够，实际抗洪能力不满足国家规范要求。C渗流安全1)大坝中上部渗漏严重，下游坝坡大面积散浸，逸出点高，可能在坝体内部发生局部渗透破坏。2)大坝清基不彻底，接触带存在渗漏；3)坝体填筑料质量不均匀，填筑不密实，局部渗透系数偏大，渗水较严重，水库汛期运行以控蓄为主；4)输水涵洞存在较严重渗漏，渗水量达200L/min。C结构安全1)大坝中上部渗透严重，下游坝坡大面积散浸；2)溢洪道中部被毁为公路，溢洪道侧墙和底板开裂达4-5cm，存在重大安全隐患。C抗震安全坝址区位于地震动峰值加速度＜0.05g地区，相应地震基本烈度小于Ⅵ度。坝体填土不存在遭遇地震时出现变形“软粘土”或“易液化土”。不需作抗震安全复核。A金属结构安全输水涵进水口插板闸门，运行多年已老化，漏水严重。C大坝安全类别评定：Ⅲ类。34n2.1.4除险加固的必要性赤竹冲水库位于湘江流域沩江一级支流上，控制流域面积1.31km2，对沩江流域的防洪起到较大作用，其防洪效益涉及其下游3000亩农田1.2万人口，同时保护下游宁涟公路等交通干线。因此，该水库大坝必须尽快进行除险加固。2.2工程除险加固设计2.2.1工程存在的病险问题⑴大坝坝顶高程不够；大坝施工质量较差，中上部渗漏严重，下游坝坡散浸严重。⑵溢洪道基础不均匀沉降，致使侧墙和底板开裂，同时渗水大量渗入大坝，危及大坝安全；另外，溢洪道中部被毁并修建为公路，溢洪道堵塞，致使无法泄洪，水库汛期以控蓄为主。⑶输水涵施工时基础清基不彻底，涵洞砌体质量差，且经过长时间运行后，涵洞出现渗漏。输水涵进口闸门破损严重。⑷无管理所、防汛仓库。⑸上坝公路切断了溢洪道，且上坝方式不合理。2.2.2除险加固措施2.2.2.1大坝渗漏处理自运行至今，大坝外坡一直存在大面积散浸问题，渗漏量较大，并且汛期散浸量有增大趋势。散浸引起坝坡面湿润与局部表层土体脱坡。多年来针对坝体散浸采取开排渗沟等处理措施处险，但效果较差。根据目前大坝现场检查出现的异常渗漏情况和钻孔检查结果，以及坝体局部土料质量较差、坝体填土含水量偏高、施工质量差、夯压不实、填土的渗透系数达不到土坝的防渗标准等情况，根据《碾压土石坝设计规范》及当地实际情况，经技术经济措施比较，本次设计拟定对坝体采取冲抓套井回填防渗除险方案，对坝基采用帷幕灌浆防渗处理。2.2.2.2溢洪道除险加固溢洪道位于大坝右岸，为正槽开敞式，全长75m，堰顶高程192.0m，堰顶宽5m，消能形式为挑流消能，侧墙为浆砌块石，底板为砼结构。溢洪道进口修建在山体上，由于基础不均匀沉降，致使底板和侧墙开裂。另外溢洪道中部被毁并修建为公路，致使泄洪无法进行，水库汛期运行以控蓄为主。溢洪道除险加固具体处理措施：重建溢洪道；溢洪道与公路交叉处建一人行桥；增设一5m长渡槽，使灌溉用水能顺利通过溢洪道。34n2.2.2.3输水涵洞除险加固输水涵为浆砌石拱涵，由于施工时基础处理不彻底，砌体质量差，且经过长时间运行后，涵洞出现了渗漏，经实测，涵洞漏水流量达到200L/min。同时进口闸门破损严重。加固措施：对输水涵采用钢衬的方法进行除险；更新斜拉闸门。2.2.2.4其它除险加固修建管理所和防汛仓库，管理所面积为400m2，防汛仓库面积为120m2。修建防汛公路0.2km，使其能合理上坝。2.3施工2.3.1施工导流本工程需导流的项目有：大坝冲抓回填、坝基帷幕灌浆。施工时需将库水位降至符合要求的低库水位甚至死水位以下。2.3.2施工进度本工程2010年11月开始施工，2011年3月结束，总工期5个月。3水文3.1工程概况赤竹冲水库控制流域面积1.31km2，坝址以上干流长度1.38km，干流平均坡降50‰。枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵洞等组成。大坝座落在黄材镇新桥村赤竹冲地段，是一座均质土坝。大坝坝顶高程193.8m（国家85高程，下同），最大坝高25.8m，坝轴线长56m，坝顶宽4m。溢洪道置于坝右岸为开敞式，堰顶高程192.0m，溢流堰顶宽5m。3.2工程等级及洪水标准根据《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，根据总库容确定等级，确定赤竹冲水库属小（Ⅰ）型水库，工程等别属Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。其设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，溢洪道消能防冲标准为20年一遇。坝顶安全超高：正常运用情况取0.5m，非常情况取0.3m。3.3洪水复核3.3.1原设计洪水情况该水库于1970年8月动工修建，由于历史原因，工程边设计、边施工，现在没有完整的原设计资料可查。34n1996年宁乡县水利局进行了赤竹冲水位、库容复核，依据湖南省水利厅1983年版《暴雨洪水查算手册》进行了洪水计算和调洪演算，同时确定防洪标准为：50年一遇设计，500年一遇校核。计算成果为：P=2%时，洪峰流量17.54m3/s，洪峰总量30.9万m3；P=0.2%时，洪峰流量26.94m3/s，洪峰总量46.16万m3。3.3.2基本资料由于现存原设计资料不齐全，本次洪水复核的基本资料，如集雨面积、干流长度、干流平均坡降等均重新加以校核，即采用计算机描绘、计算万分之一地图中该水库集雨面积，其数值与1996年资料一致。所以，本次洪水复核采用的数据可靠。3.3.2.1水库及流域基本资料基本资料经复核采用以下数据：1）库容曲线：如下表2表2赤竹冲水库水位--库容曲线单位：万m3Table2Chizhuchongreservoirwaterlevel--Capacitycurve水位（m）174.0175.0180.0185.0190.0192.0193.8库容00.78.731.676.496.0115.442）坝前吹程：设计洪水时D=0.5km，校核洪水时D=0.55km；3）汛期多年平均最大风速：V=19m/s（宁乡气象站统计资料）；4）水库流域面积：经复查F=1.31km2；5）干流长度：L=1.38km；6）干流坡降：J=0.050。2.3.3设计洪水复核计算2.3.3.1设计暴雨由于工程所在流域内无实测水文、气象资料，本次复核按《湖南省暴雨洪水查算手册》资料进行查算：查图3-1得流域中心=110mm查图3-2得查表1得34n由图1知该流域属暴雨一致区第七区。依据集雨面积F=1.31km2，查图8得α=0.999经计算得：：面雨量：面雨量：面雨量2.3.3.2暴雨的时程分配按以下公式，推求1～24小时各种历时的暴雨(1)根据H24面、集雨面积F=1.31km2，P=3.33%、P=0.33%、P=5%时的n2、n3，代入公式计算成果见下表3：表3频率与集雨面积表Table3rainwatercollectionareaandfrequencycurve频率p（%）H24面n2n3H1H3H6H123.33239.60.6540.72287.7128.2162.9197.60.33356.00.60.695113.9176.8233.3288.25218.70.6730.7383.7119.9150.4181.4根据表3可算出24小时暴雨的时程分配，见附表4、表5、表6。2.3.3.3用推理公式求设计洪水、校核洪水1）求净雨、历时根据：(2)m=0.145θ0.489=0.145×3.50.489=0.272）列表计算Rt/t分别根据表4、表5、表6、第（十四）栏，自最大时段净雨开始，向前相邻时段连续累加，并除以相应的历时，分别得表7、表8、表9。3）计算洪峰流量Qm和泄流时间τ34n参照《查算手册》，采用全面汇流公式：，(3)结合Rt/t-t关系图，假定t进行试算得：Q3.33%=16.31m3/sτ3.33%=1.8小时Q0.33%=25.48m3/sτ0.33%=1.6小时Q5%=14.56m3/sτ5%=1.9小时4）推求洪水过程线已知τ，Qm，按表（4）所列概化过程线列表计算见附表10、表11、表122.3.3.4入库洪水总量公式：Wmp=R总P×F×1000(4)P=3.33%　　　Wm=209.6×1.31×1000=27.46万m3P=0.33%　　　Wm=326×1.31×1000=42.71万m3P=5%　　　Wm=188.7×1.31×1000=24.72万m33.3.4洪水复核成果分析此次洪水复核的结果与1996年复核成果有比较大的差别（见表），主要原因是本次设计洪水标准与1996年的不同。此次洪水复核是依据湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》进行计算的，湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》是湖南省无资料地区目前设计洪水公认的唯一依据，因此建议以此次复核成果作为水库运行管理的依据。比较见下表。表13设计洪水成果比较Table13Thedesignfloodresultscomparison设计频率0.2%0.33%2%3.33%阶段1996年复核本次校核1996年复核本次校核洪峰流量26.9425.4817.5416.313.4水库调洪复核根据赤竹冲水库的实际情况，此次调洪演算的起调水位是正常水位192.0m，由于输水涵洞过水能力较小，不考虑其下泄流量，只考虑溢洪道的泄流能力。、34n3.4.1调洪复核原则调洪演算原则为：1）水库起调水位为溢洪道堰顶高程192.0m（即正常蓄水位），相应库容为98万m3。2）由于溢洪道无闸门控制，当水位超过溢洪道堰顶时，来水自动溢泄，水库水位随入库流量增大而上涨，直到设计和校核洪水位，其下泄流量也相应达到设计和校核流量。3.4.2溢洪道最大下泄流量的复核假定溢洪道不同过水深H，查库容曲线求不同的滞洪库容（VS），算出相应的下泄流量（qm）堰宽B，符合某频率要求：(5)(6)已知堰顶高程为192.0m，堰宽B=5m，求过水深H。9.66m3/sH3.33%=1.1m(7)15.99m3/sH0.33%=1.6m(8)8.67m3/sH5%=1.0m(9)3.4.3调洪复核结果根据以上计算，得出设计及校核洪水位及最大下泄流量。堰顶水位（起调水位192.0m），相应库容为98万m3，则调洪复核结果为：30年一遇设计洪水位为193.1m，最大下泄流量为9.66m3/s；300年一遇校核洪水位为193.6m，最大下泄流量为15.99m3/s，见下表。表14赤竹冲水库调洪复核结果Table14ChiZhuChongreservoirfloodregulatingthere-checkedresultsPQmax(m3/s)W总(万m3)H(m)Z(m)W防(万m3)溢洪道下泄流量qm(m3/s)V(万m3)3.33%16.3127.461.1193.111.29.66109.20.33%25.4842.711.6193.615.915.99113.934n经复核后应重新确定赤竹冲水库的设计洪水位为193.1m，校核洪水位为193.6m；相应库容分别为109.2万m3、113.9万m3。3.5水库抗洪能力复核根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库大坝坝顶高程和溢洪道控制段顶部高程等挡水建筑物进行复核。3.5.1水库大坝坝顶高程复核根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，水库大坝的顶部高程等于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和。采用官厅公式进行波浪计算。具体计算公式如下：坝顶高程Z坝设=Z设+d(10)d=ha+e+A(11)ha=0.45hlm-1n-0.6(12)e=kv2Dcosα/2gH(13)式中：ha——波浪在坝坡上的爬高e——风浪引起的坝前水位壅高A——安全超高，正常运行0.5m，非正常运行0.3mhl——设计坡高，hl=0.0166V05/4D1/3（m）m——坝坡坡率m=2.0n——坝坡护面糙率其值，为0.035k——综合摩擦系数，取k=3.6×10-3H——水库水域的平均水深，H=11mv——风速（m/s），v=14.6m/sV0——计算风速（m/s），设计洪水位V0=21.9m/s、校核洪水位时均取V0=14.6m/sD——吹程（km），设计洪水时D=0.5km，校核洪水时D=0.55kmα——风向与坝轴线法线方向的夹角，取∠α=0°计算结果如下表15赤竹冲水库大坝顶部所需最低高程单位：mTable15ChiZhuChongreservoirdamrequiredminimumheightontop运用情况Z0haeAZ正常运行193.10.890.0020.5194.4934n非正常运行193.60.90.0020.3194.8表16赤竹冲水库坝顶高程复核成果表Table16ChiZhuChongreservoirelevationreviewresultstabletop工况项目正常情况设计洪水情况（P=3.33%）校核洪水情况（P=0.33%）起调水位（m）192.0192.00最高水位（m）192.0193.1193.6波浪爬高（m）0.890.890.9风浪壅高（m）0.0020.0020.002安全超高（m）0.500.500.30坝顶高程（m）现有193.80193.80193.80应达193.39194.49194.8富余0.41-0.69-1.0经上述复核，根据《防洪标准》（GB50201-94）规定，赤竹冲水库大坝坝顶高程较所需的最小高程低了1.0m，不满足洪水的挡洪要求。3.5.2溢洪道控制段顶部高程复核根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）第2.3.7条规定，控制段的顶部高程不得低于设计洪水位、波浪的计算高度和安全超高值（赤竹冲水库可参照3级建筑物取0.3m）之和。因此，赤竹冲水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于194.29m，现有溢洪道顶部控制高程为193.80m，现有高程较所需最小高程低了0.49m，不能满足防洪要求。3.5.3泄洪安全分析根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，泄洪安全分析包括复核在设计和校核洪水时，泄洪建筑物能否安全下泄最大流量以及泄洪建筑物本身和水库大坝的安全性；评估宣泄设计和校核洪水时，下游人民生命财产和社会经济损失；评估垮坝可能造成人民生命财产和社会经济损失等等。1）泄洪建筑物本身的安全复核同时溢洪道底板及侧墙破损严重，且其中部被毁，因此，溢洪道是不安全的。2）洪水风险分析赤竹冲水库下游为开阔低丘区，一旦大坝溃决，大溃坝流量可达300m3/s，将淹没两岸农田近3000多亩，受灾人口达到12000人，直接经济损失1亿多元。34n表17赤竹冲水库溃坝洪水损失估算表Table17ChiZhuChongreservoirdamfloodslossestimationtable淹没耕地（亩）损坏房屋（户）受灾人口（人）估算损失（万元）3000130012000100003.6防洪标准复核结果3.6.1防洪标准赤竹冲水库位于丘陵区，大坝为均质土坝，原设计总库容114万m3，通过此次洪水复核后，总库容为113.9万m3，采用30年一遇的设计洪水、300年一遇的校核洪水的防洪标准，符合国家有关规范的要求。3.6.2水库大坝的实际防洪能力　赤竹冲水库大坝现有坝顶高程为193.80m，洪水复核结果表明大坝最小高程应为194.8m，低了1.0m，大坝坝高不满足洪水标准要求。3.6.3泄洪能力溢洪道控制段侧墙顶部现有高程为193.80m，低于规范要求的最小高程194.29m，溢洪道侧墙高度不满足现行规范要求。溢洪道底板及侧墙破损严重，且其中部被毁，因此，溢洪道是不安全的。4工程地质4.1概述赤竹冲水库位于沩水一级支流赤竹水上游，水库大坝座落于宁乡县黄材镇新材村。地理座标：东经112°06′17″，北纬28°28′00″。大坝距黄材镇8Km。有村级公路通往库坝区，对外交通方便。枢纽由大坝、溢洪道及输水设施组成，坝址控制集雨面积1.31Km2。设计正常蓄水位192.0m，相应库容98万m3。是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（Ⅰ）型水利工程。工程等别为Ⅳ级。4.1.1坝体结构坝体为均质土坝，坝顶高程193.80m，轴线长56.0m，坝顶宽4.0m，最大坝高25.8m。内、外坡均设二级平台，平台宽1～2m。内坡坝面坡比1:2.0～1:3.0；外坡坝面坡比1:1.15～1:2.5。溢洪道位于右侧坝肩。输水涵位于左侧坝体内，为浆砌块石拱涵，长86.5m，断面尺寸0.7×0.9m，底板进口高程175.0m。34n4.1.2工程地质问题大坝自1970年8月开工，1971年9月竣工并投入运行，施工前未进任何地勘工作。表18主要工程地质问题及除险措施与效果汇总表Table18Mainengineeringgeologicalproblemsandmeasuresandeffectofbase序号主要工程地质问题险情除险措施、效果或说明1坝体散浸自1971年运行至今，当库水在190m以上运行时，坝体外坡坡面高程185m以下开始存在散浸问题，散浸面积约约900m2。水库达正常蓄水位运行时散浸面积稍有增大。汛期外坡坝体排渗沟。2坝体与坝基接触界面散浸蓄水运行以来两岸坝肩与坝基存在坝体与坝基接触界面散浸问题。在正常蓄水位运行时，高程188m以下散浸面积约350m2。开导渗沟。效果较差。3坝基渗漏自1971年运行以来，当库水位在190m以上运行时，距外坡坝脚5~10m内存在集中渗漏点2处，单处渗漏量Q=0.2~0.4L/s。达正常蓄水位运行时，单处渗漏量增大至Q=0.4~0.6L/s。随库水位的升高渗漏量稍有增大。4溢洪道。溢洪道浆砌块石底与侧墙破损严重未处理5输水涵周边渗漏自1971年至今当库水位在185m以上运行时，浆砌块石涵与填土界面渗漏，渗漏量Q=0.3L/s，库水在正常蓄水位运行时渗漏量增大至Q=0.9L/s。随库水位升高渗漏量增大，从未处理4.2工程区地质概况4.2.1地形地貌赤竹冲水库位于沩水一级支流赤竹水上游。干流长1.38Km，坡降5%。流域总的趋势是北西高、南东低，属丘陵低岗地貌单元区，两岸山顶高程210m～220m，相对切割深20m～40m。库盆区岸坡角10～15°，植被发育良好，自然状态下岸坡稳定状态良好，无不良地质问题。34n坝区两岸地形较对称，地形较平坦开阔，坝址区为较宽阔的“V”型谷，河床高程166m～168m，两岸坡角10～12°,两岸山顶高程210～215m。4.2.2地层岩性区内地层从元古界至第四系地层均有出露。元古界冷家溪群与板溪群以浅变质板岩为主；下古生界震旦系以硅质岩为主；寒武系、奥陶系、志留系以砂页岩为主；上古生界泥盆系主要为砂岩；石炭系与二迭系主要为碳酸盐岩；中生界三迭系、侏罗系、新生界、第三系为陆相碎屑岩之砂页岩为主及第四系松散堆积层。其中志留系、泥盆系、三迭系、侏罗系、下第三系发育不完整。元古界与新生界分布最为广泛，上古生界次之。区内岩浆岩较为发育，主要有西北部加里东期的桃江岩体，西南有燕山早期沩山岩体，中部为印支期沧水铺岩体，东北部为燕山晚期望湘岩体。其产状主要有岩基、岩株及岩脉。在各岩体内外还有成群或零星分布各类岩脉。坝区出露地层由老至新分述如下：①震旦系通塔湾组（Ptt）黄灰绿色、灰绿色中厚层至薄层状粉砂质板岩。厚度大于500m，为坝基主要持力层。②全新统冲积堆积（Q4al）：灰褐色砂质粉土与含泥砂砾石，厚1～3m，可塑状态，结构较松散。分布于坝基上下游。③人工堆积（Qs）:黄褐色粉土质砂与含砾低液限粘土，可至硬塑状，结构松散至稍密，最大厚度25.8m，分布于坝体。4.2.3地质构造及地震坝区无断层通过，岩层呈单斜状产出，岩层产状N72～75°W.NE∠80～82°，倾向上游偏右岸。坝区主要发育三组节理：①节理产状N25～30°W•SW∠55～60°，压扭性，面平直，强风化内张开宽0.2cm～2cm，延伸长10m～20m，发育频率2条/m。②节理产状N45°E•SE∠82～85°，张扭性，延伸长6m～15m，发育频率1～2条/m。③节理产状N65～70°E•SE∠42～45°，压扭性，延伸长4m～15m，发育频率1～2条/m。区内新构造运动表现为间歇性掀斜运动为主。据历史地震记载:长沙地区从公元228年至1980年共发生有感地震28次,震级在1～4级之间,其控震构造为公田～宁乡大断裂。根据1：400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s；对应的地震基本烈度值为Ⅵ度区。4.2.3结论与建议34n（1）工程区西部属雪峰山弧型构造的北段，西南部为祁阳弧之北缘；区内新构造运动表现为间歇性掀斜运动为主。工程区内地震活动较为频繁，根据1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s；场地地震基本烈度值为Ⅵ度。工程区周边无大的自然地质灾害现象记载，场地整体稳定性较好，属相对稳定地块。按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）对Ⅵ度（含Ⅵ度）以下的工程可不进行抗震复核。（2）库、坝区属丘陵地貌单元，岩性为震旦系通塔湾组黄灰绿色、灰绿色中厚层至薄层状粉砂质板岩。强风化带厚度3～5m；坝区无较大断层通过，岩体中主要发育三组节理。坝区地下水类型有松散层的孔隙水与基岩裂隙孔隙水，对砼无腐蚀性。（3）坝体为均质土坝。坝体填筑土料土料粗颗粒含量高，孔隙比大、干密度值偏小，具中等压缩性、夯压欠密实，坝体抗渗性能差存在散浸问题。（4）填筑坝体时对坝基与两岸清基仅将表层杂草稍加清理就直接在其上进行填筑坝体。对坝基和两岸坡表层透水性较强的强风化破碎岩块与节理密集带未进行挖除与防渗处理。坝体与坝基接触界面存在散浸问题与坝基渗漏问题。（5）大坝存在坝体散浸、坝体与坝基接触界面存在散浸问题、坝基存在渗漏等问题。建议：对坝体进行充填或其它防渗加固处理、对坝体与坝基接触界面进行充填防渗灌浆处理；对坝基进行全线帷幕灌浆处理，防渗帷幕深度应深入相对不透水带（透水率q＜10Lu）以下1～2m，两岸坝肩向外延伸5～10m。（6）溢洪道侧墙与底部衬砌局部破损较严重，建议对溢洪道进行加固处理。输水涵结构简单、材料质量差、施工质量差，结构老化，存在渗漏问题，建议对输水涵进行加固和防渗处理。（7）工程区所需坝体防渗土料，储量丰富，质量较好，开采与运输条件较好。砂砾石料与块石料建议就近外购。陆运较方便。5工程除险加固设计5.1工程任务和规模赤竹冲水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合利用的小（Ⅰ）型水库。除险加固之后，其正常蓄水位为192.0m，相应库容为98万m3；设计洪水位为193.1m（P=3.33%）,相应库容为109.2万m3；校核洪水位为193.6m(P=0.33%)，相应库容113.9万m3。5.2主要加固项目5.2.1工程存在的病险问题⑴大坝坝顶高程不够；大坝施工质量较差，渗漏严重，下游坝坡大面积散浸严重。34n⑵溢洪道基础不均匀沉降，致使侧墙和底板开裂，渗水大量渗入大坝，危及大坝安全；另外，溢洪道中部被毁并修建为公路，致使无法泄洪，水库汛期以控蓄为主。⑶输水涵施工时基础清基不彻底，涵洞砌体质量差，且经过长时间运行后，涵洞出现渗漏。输水涵进口闸门破损严重。⑷无管理所用房、防汛仓库。⑸上坝公路切断了溢洪道，且上坝方式不合理。5.2.2除险加固措施⑴大坝除险加固：大坝坝顶加高；对大坝进行冲抓回填防渗处理；坝基及坝肩采用帷幕灌浆防渗处理。⑵重建溢洪道。⑶对输水涵洞采取钢衬处理；更换进口闸门。⑷修建管理所、防汛仓库和上坝公路。⑸对大坝进行整坡、护坡。5.3设计依据及标准①《防洪标准》（GB50201-94）②《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）③《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）④《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）⑤《土石坝安全监测规范》（SL60-94）⑥《溢洪道设计规范》（SL253-200）5.4大坝主要病险情的除险加固设计5.4.1大坝坝顶加高赤竹冲水库大坝坝顶高程为193.8m，较规范要求的最小高程194.8m低了1.0m，大坝坝顶高程不能满足防洪要求。因此需对大坝进行加高。坝顶加高常用的方案有大坝加高培厚和在坝顶修建防浪墙。对大坝加高培厚工程量大，施工复杂；而在坝顶修建防浪墙的工程量小，施工简便。赤竹冲水库坝顶高程为193.8m，大于300年一遇校核洪水位。因此，本设计在坝顶修建防浪墙以解决大坝坝顶高程不够的问题。5.4.2坝体防渗处理方案比较本次勘探对坝体进行钻孔检查，发现坝体34n局部夯压不密实，坝基接触面清基不彻底，接触面渗漏严重。根据目前大坝现场检查出现的异常渗漏情况和钻孔检查结果，必须考虑加固大坝防渗体。根据《碾压土石坝设计规范》以及结合当地筑坝材料和施工经验，加固大坝防渗体可以采用冲抓套井回填和上游加作粘土斜墙二种方案。方案一：借鉴冲抓套井回填防渗加固的成功经验，在大坝顶离上游1.0m位置进行冲抓套井回填，冲抓套井回填采用1排孔，孔距为0.78m，形成的防渗墙有效厚度为0.78m，冲抓范围自坝顶至基岩，最大冲抓深度25.3m。方案二：施工前，把水库放干，按一定坡比修整内坡，在内坡脚清淤，清到基岩，做一道1.0m厚1.5m高的砼防渗墙，在砼防渗墙上做斜墙，在斜墙上游设0.4m厚反滤层，反滤层上设0.3m厚块石护坡。粘土斜墙防渗体做在大坝上游侧，淤积库内，减少库容，在施工时要全部放干水库，并要修建围堰，施工项目较多，施工较为复杂。因此，采用方案一作为坝体防渗处理方案。5.4.3大坝冲抓回填1）冲抓钻孔套井原理冲抓钻孔套井回填处理土坝渗漏，是在漏水范围内利用冲抓机钻孔，然后用粘土进行分层回填，并利用钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实，造成一个连续的截水墙，截断坝身或坝基中的渗流。2）冲抓套井防渗墙顶高程的确定根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）4.2.4条防渗墙顶部在静水位以上的超高，对正常运用情况，应为0.6～0.3m；对非常运用情况，防渗体顶部应不低于非常运用的静水位。对正常运用情况时，防渗墙顶部高程最高为192.6m，对非常运用情况，防渗墙最高为193.6m。大坝坝顶高程193.8m，冲抓套井在坝顶进行，由上而下进行钻孔后回填，为便于施工和保证质量，冲抓套井回填防渗墙顶高程与坝顶齐平，为193.8m。3）冲抓套井防渗墙轴线位置确定大坝冲抓回填防渗墙的主要作用为在坝体内形成防渗体以截断坝身或坝基中的渗流。为减少下游坝体内的水压力，坝体防渗墙在满足防冻与保护层要求下尽量靠上游。因此，冲抓回填防渗墙轴线离坝顶上游侧1.0m，具体位置见图。4）套井回填土料的选择34n套井回填土料暂拟在坝区北面左岸10km岗地取土，此处为荒地，贮量足，其物理性质可以满足防渗墙土料要求，根据《碾压式土石坝设计规范》，防渗墙土料必须符合以下物理性质：回填土料为粘性土料，填土渗透系数要求K<1×10-5cm/s，填土干容重为1.6g/cm3，压实度不低于0.95。5）有效厚度的确定防渗墙的有效厚度是根据渗透稳定计算求得其渗透坡降小于允许渗透坡降的条件决定的。表19孔距、排距和有效厚度的相互关系Table19Pitch,rowspacingandtheeffectivethicknessofthemutualrelationship钻孔排数最优ω值孔距L排距Si有效设计厚度Ti145°L1=2RCOSαT1=2R（Sinα）238°37′L2=2RCOSαS2=R（1+Sinα）T2=R（1+3Sinα）330°L3=2RCOSαS3=R（1+Sinα）T3=R（1+4Sinα）将防渗墙的有效厚度，按照防渗墙的渗透系数和坝体渗透系数的比值折算成等效的坝身厚度来进行计算。防渗体厚度：由B=H/J（H=3.2J=6）则B=0.53(14)假定大坝采用单排孔α=45°所以L1=0.78mT1=0.78mT1=0.78m>B=0.53，故采用单排孔布置可以满足要求。因此本次选用单排孔冲抓作防渗墙。6）钻孔深度的确定根据地质情况及防渗要求，本次设计冲抓回填自坝顶而下至基岩，本次设计冲抓回填最深为从坝顶193.8m到167.5m的26.3m。7）主要工程量冲抓回填工程量有：冲抓回填1382.74m。5.4.4坝体及两坝肩帷幕灌浆设计在对坝体进行钻孔检查时，发现坝基强风化岩石破碎，岩层吸水率在17.3Lu到25.3Lu之间，坝基与两岸山体岩石裂隙发育，漏水严重。因此，坝基和两岸山体除险加固采用帷幕灌浆防渗处理。1）帷幕设计34n帷幕灌浆采用一排灌浆孔，孔距2.0m，防渗标准根据地勘成果及规范要求，取q=10Lu，灌浆孔伸入相对不透水层（q=10Lu）以下1m，帷幕最深处高程为164.66m，最终孔深应由现场先导孔压水试验确定。2）灌浆孔布置大坝坝基、坝肩和溢洪道存在渗漏，设计采用帷幕灌浆作防渗加固处理，大坝坝肩灌浆孔沿两岸山坡布置，在坝顶向两岸延伸，延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处。3）钻孔及简易压水试验帷幕灌浆钻孔：坝身采用冲击干钻、套管护壁，基岩采用回转式钻机钻进，用金刚石钻头或硬质合金钻头钻进，终孔孔径为75mm。钻机安装必须水平、稳固，开孔位置偏差应控制在10cm之内，孔斜率控制在1%以内，钻孔深入相对不透水层内1m左右。钻孔冲洗及简易压水试验：钻孔达到设计深度后，应采用清水冲洗钻孔，直至回水澄清无砂和岩粉为止，残留岩芯不应超过0.2m。帷幕灌浆孔在灌浆前，对先导灌浆孔均应进行简易压水试验，所得透水率q值来确定开灌水灰比及了解岩层的透水程度。4）灌浆参数的选取a）灌浆段长度灌浆段的长度是根据岩石的裂隙发育程度、破碎情况、渗透性以及设备条件决定的。参照省内外帷幕灌浆取得的成功经验，并根据工程的具体情况，为确保工程质量，设计要求灌浆段一般长5～8m，基岩条件较好的灌浆段取大值，裂隙发育，岩石破碎段取小值。接触面单独做一段，灌段长1.5～2.0m。b）灌浆压力及浆液变换灌浆压力是影响灌浆质量的重要因素，本次灌浆压力一般要求现场通过灌浆试验确定。浆液稠度根据基岩透水率不同而改变，起始水灰比采用8:1；以后采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1。接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据有关规范，接触面灌浆压力应控制在0.05MPa以内。浆液稠度的变换原则是：当某一比级浆液的灌入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。或注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。c）结束灌浆标准符合下列条件之一者，即可结束灌浆：34n在设计规定的灌浆压力下，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小于1.0L/min，并持续60min以上时；在规定的压力下，吸浆量徘徊在1.0L/min的时间达1h以上。5）灌浆材料及灌浆工艺a）灌浆材料必须是新鲜合格的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5，对水泥的供给采取边用边进的原则，以保障水泥不过长时间在工地积放。b）灌浆施工次序灌浆应遵循分序加密的原则。帷幕孔分三序次施灌，一序孔孔距8m，二序孔孔距8m。三序孔孔距4m，最终孔距2m。6）灌浆方法当岩段小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m或在漏水严重地段应采取自上而下的方法灌浆，以提高灌浆质量。7）灌浆结束和封孔在灌浆过程中，对于每一个灌浆孔都应严格按照规程，规范的要求结束灌浆，以确保工程质量。对较深的帷幕灌浆孔，在最后一段灌浆结束后即采用浓浆封孔。封孔分段长15～20m，封孔压力与灌浆压力相同，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min后，在孔口处继续灌注60min，灌注结束后闭浆24h。8）工程质量检查检查孔数为灌浆总孔数的10％，布置在断层、岩体破碎带等地质条件复杂的部位、末序孔注浆量大的孔段附近、孔偏斜过大处、灌浆过程不正常的部位。检查孔应采取岩芯，绘制钻孔柱状图。检查孔压水试验在该部位灌浆结束后14d后进行，自上而下分段卡塞进行压水试验，采用单点法或五点法。压力为1H0（H0为正常蓄水位至试验段处高差），且不大于该处灌浆压力的80%。检查孔各段压水试验测得的q值原则上须≤10Lu，所有试段的q值必须小于10Lu，才认为该孔符合标准。5.5输水涵洞加固设计输水涵为浆砌石拱涵，断面尺寸为0.7m×0.9m（宽×高），进口高程为175.0m，全长86.5m，底坡降为1/200，设计流量为0.6m3/s。涵洞进水口为插板闸门，现已老化。34n输水涵洞防渗处理方法有反压灌浆、开挖隧洞和钢衬。根据以往的经验教训，反压灌浆对浆砌石涵洞防渗处理效果都比较差。根据坝区地质情况，开挖隧洞的地质情况不理想，故不采用重新开挖隧洞作为输水设施的方案。钢衬施工简单，在涵洞中埋入钢管，防渗效果好。故输水涵洞采用钢衬的加固处理方案。同时将进口闸门更新。5.6溢洪道除险加固设计5.6.1基本情况溢洪道进口段修建在大坝右岸山体上，为正槽式开敞式，全长75m，宽5m，底板高程为173.0～192.0m，堰顶高程为192.0m。溢洪道侧墙为浆砌石结构。由于溢洪道基础不均匀沉降，致使底板和侧墙开裂。目前裂缝宽达4～5cm，漏水量大并且渗入大坝，危及大坝安全；另外，溢洪道中部被毁并修建为公路，致使无法泄洪。5.6.2除险加固设计本次设计溢流堰型式与原设计一致，为宽顶堰，堰顶高程为192.0m，堰宽5m。溢洪道底板为500mm厚钢筋混凝土。侧墙拆除重建，为浆砌石结构，设φ50排水孔，间距为5m，梅花形布置。因原溢洪道中部被毁，并且修建为公路。为使大坝能正常泄洪，又不至于影响交通，特在溢洪道与公路交叉处建立一座人行桥。人行桥高程为177.4m，宽2.0m，长7.0m。为使灌溉渠能顺利穿过溢洪道，在桥旁边修建一小型渡槽。渡槽为钢筋混凝土结构，其结构详见图纸。5.6.3溢洪道水力计算溢洪道位于大坝右岸山体内，为正槽开敞式溢洪道，长度75m，宽5m，泄槽坡比为1:2.7，消能方式为挑流消能。1溢洪道水力计算1）溢洪道过流能力复核本阶段的溢洪道最大下泄流量的复核成果如下：qm3.3%=9.66m3/s时，H3.3%=1.1mqm0.33%=15.99m3/s时，H0.33%=1.6m溢流堰过流能力复核如下：(15)式中Q-泄洪流量Qm3.3%=9.66m3/sQm0.33%=15.99m3/sε-侧收缩系数ε=1m-流量系数，取m=0.36534n自由出流σ=1经计算，溢流堰过流能力满足要求。2）水面线推求根据地形、地质条件拟定B=5m，矩形断面。用以下式计算水面曲线:(16)计算结果见表20、21、22。表20P=0.33%水面线推求表Table20P=0.33Waterlinederivetable编号H(m)V(m/s)RESCV(平均)R(平均)C(平均)I(平均)L累距11.013.170.721.5247.330.0020.903.550.661.5446.683.360.6947.000.010.060.0630.804.000.611.6246.003.780.6346.340.010.200.2640.704.570.551.7645.224.280.5845.610.020.420.6950.605.330.482.0544.304.950.5244.760.020.831.5160.506.400.422.5943.215.860.4543.760.041.643.1570.408.000.343.6641.877.200.3842.540.083.676.8280.3010.660.276.1040.149.330.3141.010.1712.2419.0690.2811.420.256.9439.7311.040.2639.940.2911.3430.40100.2711.840.247.4339.5211.630.2539.620.3523.6054.0034n表21P=3.33%水面线推求表Table21P=0.33Waterlinederivetable编号H(m)V(m/s)RESCV(平均)R(平均)C(平均)I(平均)L累距10.732.650.571.0945.460.0020.702.760.551.0945.222.700.5645.340.010.000.0030.603.220.481.1344.302.990.5244.760.010.110.1240.503.860.421.2643.213.540.4543.760.010.380.4950.404.830.341.5941.874.350.3842.540.030.961.4660.306.440.272.4240.145.640.3141.010.062.704.1570.257.730.233.3039.067.080.2539.600.133.697.8480.228.780.204.1538.318.250.2138.680.215.5013.3490.209.660.194.9637.759.220.1938.030.3040.6654.00表22P=5%水面线推求表Table22Waterlinederivetable编号H(m)V(m/s)RESCV(平均)R(平均)C(平均)I(平均)L累距10.672.590.531.0144.960.0020.602.890.481.0344.302.740.5144.630.010.040.0430.503.470.421.1143.213.180.4543.760.010.240.2840.404.340.341.3641.873.900.3842.540.020.700.9950.305.780.272.0040.145.060.3141.010.052.023.0060.208.670.194.0437.757.230.2338.950.159.3112.3270.199.130.184.4437.458.900.1837.600.316.7019.0180.189.510.174.8037.219.320.1737.330.3634.9954.0034n2挑流消能水力计算赤竹冲水库为小（Ⅰ）型水库，主要建筑物为四级建筑物，挑流计算按300年一遇下泄流量进行。具体计算采用以下公式：(17)(18)(19)(20)(21)(22)式中：S1-上游水面至挑坎顶部的高差，S1=20.65mq-单宽流量，KE-流能比-流速系数-挑坎出口的流速，m/s-挑射角，-坎高，-冲刷坑后的下游水深，-射程，m-反应岩基特性的系数，取-上下游水位差，-冲刷坑深度，m-水下射程，m计算过程如下：(23)34n(24)(25)(26)(27)(28)挑流消能的射程为30.4m。因下游为小（Ⅱ）型水库团山水库，溢洪道对岸为山体，为防止挑射水流对对岸山体造成比较大的冲刷，将对岸山体挖除一部分，并对其进行混凝土护砌。3泄槽段侧墙稳定复核根据水面线推求结果，原溢洪道泄槽段边墙顶部控制高程不满足过流要求。因为溢洪道重建，故一并将侧墙拆除重建，侧墙采用M7.5砂浆砌块石，挡土墙设φ50排水孔，间距为5m，梅花形布置。挡墙结构计算挡土墙抗滑稳定计算公式采用抗剪计算公式：(29)式中：Kc——抗滑稳定安全系数f——地基摩擦系数，参照《水闸设计规范》表7.3.10取f=0.45；——抗滑力总和；——滑动力总和。墙后填土为风化岩弃碴等砂壳料，湿容重rn=1.8t/m3，内摩擦角Ф=28°。抗倾稳定公式：K0=(30)式中：K0——抗倾稳定安全系数，My——抗倾力矩，M0——倾复力矩。34n基底应力验算：(31)式中：——基底最大应力，——基底最小应力，B——墙底宽度，——偏心距。计算结果见表23表23溢洪道侧墙稳定计算表Table23Spillwaysidewallstabilitycalculationtable荷载组合抗滑稳定安全系数基底应力(KN/m2)抗倾覆安全系数KC[KC]K0[K0]正常水位情况1.261.05202422.21.5经计算挡土墙能满足规范要求。通过对当地的水文、地质、地形、自然灾害等自然条件的调查和社会经济条件的调查，分析具体的水库险情，提出项目区的实施计划和措施和具体的水工建筑物的设计，最终保证了水库的正常运行。结束语在本次设计中，我学习到了很多知识，通过这一次的毕业设计，让我们把大学所学的知识连贯的用在一起，从理论到实践，深化的知识结构，也更深刻的掌握了水利专业的知识。但由于我们的能力的局限，设计中存在有许多的缺陷，希望老师在此过程中悉心指出，以便能更准确的掌握知识要点。希望自己能通过只一次的学习能够连贯、熟练、自主的运用理论知识，为以后走上社会做一个预演，做一个彩排，为成为一名合格的水利工作者而更加努力。34n参考文献[1]史鹏，焦凤磊.中小型病险水库的现状及除险加固措施［M］.天津：水利电力出版社，2008[2]杨启贵，谭界雄.我国病险水库特点及加固设计中的问题［M］.北京：水利电力出版社，2008[3]SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准［S］.北京：中国水利水电出版社，2000；[4]GB50201-94防洪标准［S］.北京：水利电力出版社［S］，1994；[5]湖南省暴雨洪水查算手册［S］.长沙：湖南省水利厅，1984；[6]SL274-2001碾压式土石坝设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2001；[7]SL203-97水工建筑物抗震设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，1997；[8]SL258-2000水库大坝安全评价导则［S］.北京：中国水利水电出版社，2000；[9]SL60-94土石坝安全检测技术规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2000；[10]SD266-88土坝坝体灌浆技术规范［S］.北京：水利电力出版社，1988；[11]华东水利学院.水工设计手册（第4册土石坝）［S］.北京：水利电力出版社，1984[12]土坝设计［M］.北京：水利电力出版社，1978[13]土石坝加固［M］.北京：水利电力出版社，1978[14]SL253-2000溢洪道设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2000；[15]SL44-93水利水电工程设计洪水计算规范［S］.北京：中国水利水电出版社，1993；[16]SL189-96小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则［S］.北京：中国水利水电出版社，1996；[17]中国堤坝防渗加固新技术［M］.北京：国水利电力出版社，2001[18]JTJ012-94公路水泥混凝土路面设计规范［S］.北京：人民交通出版社，1994[19]水工设计的理论和方法［M］.北京：中国水利水电出版社，2000[20]湖南省病险土石坝治理研究［M］.长沙：湖南省水利水电厅，1991致谢本设计是在潘景副老师的悉心指导和热情关怀下完成的。在本设计的写作过程中，我的导师潘景副老师多次认真耐心地审查了设计资料和文本，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出设计中的具体问题，严格把关，循循善诱，在专业知识和设计写作上都给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向潘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。34n附图附图1：水库工程位置图附图2：水库枢纽平面图附图3：枢纽布置图附图4：新建溢洪道平面图附图5：新建溢洪道剖面图附图6：新建溢洪道纵断面图附图7：溢洪道渡槽配筋图附图8：大坝防渗断面图附图9：大坝防浪防渗断面图附图10：输水涵洞断面图附图11：大坝冲抓回填断面图附图12：帷幕灌浆断面图附图13：施工进度表34n附表表4赤竹冲水库三十年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table4ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)12345678910111213设计24小时降雨各时段雨量位置及所占百分数H1=87.7(二)(三)H3-H1=40.5(四)52.1(五)21.1H6-H3=34.7(六)30.7(七)10.7H12-H6=34.6(八)10.119.521.2(九)3.56.87.3H24-H12=42(十)3.24.86.46.49.511.111.111.1(十一)1.32.02.72.74.04.74.74.7Ht(十二)1.32.02.72.74.04.74.74.73.56.87.310.721.1R总(十三)IO=300.26.87.310.721.1R上=0.75R(十四)0.25.15.58.015.834n续表4赤竹冲水库三十年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table4ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)1415161718192021222324合计设计24小时降雨各时段雨量位置及所占百分数H1=87.7(二)10087.7(三)87.7H3-H1=40.5(四)47.940.5(五)19.4H6-H3=34.7(六)44.824.534.7(七)15.68.5H12-H6=34.6(八)19.516.113.634.6(九)6.85.64.7H24-H12=42(十)15.812.77.942(十一)6.65.33.3Ht(十二)87.719.415.68.56.85.64.76.65.33.3239.6R总(十三)87.719.415.68.56.85.64.76.65.33.3209.6R上=0.75R(十四)65.714.611.76.45.14.23.55.04.02.5157.234n表5赤竹冲水库三百年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table5ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)12345678910111213设计24小时降雨各时段雨量位置及所占的系数H1=113.9(二)(三)H3-H1=62.9(四)52.1(五)32.8H6-H3=56.5(六)30.7(七)17.3H12-H6=54.9(八)10.119.521.2(九)5.510.711.6H24-H12=67.8(十)3.24.86.46.49.511.111.111.1(十一)2.23.34.34.36.47.57.57.5Ht(十二)2.23.34.34.36.47.57.57.55.510.711.617.332.8R总(十三)IO=305.67.55.510.711.617.332.8R上=0.8R总(十四)4.56.04.48.69.313.926.234n续表5赤竹冲水库三百年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table5ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)1415161718192021222324合计设计24小时降雨各时段雨量位置及所占的系数H1=113.9(二)100113.9(三)113.9H3-H1=62.9(四)47.962.9(五)30.1H6-H3=56.5(六)44.824.556.5(七)25.313.8H12-H6=54.9(八)19.516.113.654.9(九)10.78.87.5H24-H12=67.8(十)15.812.77.967.8(十一)10.78.65.4Ht(十二)113.930.125.313.810.78.87.510.78.65.4356.0R总(十三)113.930.125.313.810.78.87.510.78.65.4326.0R上=0.8R总(十四)91.124.120.211.18.67.16.08.66.94.3260.834n表6赤竹冲水库二十年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table6ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)12345678910111213设计24小时降雨各时段雨量位置及所占百分数H1=83.7(二)(三)H3-H1=36.2(四)52.1(五)18.9H6-H3=30.5(六)30.7(七)9.4H12-H6=31.0(八)10.119.521.2(九)3.16.06.6H24-H12=37.3(十)3.24.86.46.49.511.111.111.1(十一)1.21.82.42.43.54.14.14.1Ht(十二)1.21.82.42.43.54.14.14.13.16.06.69.418.9R总(十三)IO=302.96.69.418.9R上=0.75R(十四)2.24.97.014.134n续表6赤竹冲水库二十年一遇二十四小时降雨时程分配计算表Table6ThreeyearsChiZhureservoirina24-hourrainfallscheduledistributioncalculatetable时段(一)1415161718192021222324合计设计24小时降雨各时段雨量位置及所占百分数H1=83.7(二)10083.7(三)83.7H3-H1=36.2(四)47.936.2(五)17.3H6-H3=30.5(六)44.824.530.5(七)13.77.5H12-H6=31.0(八)19.516.113.631.0(九)6.05.04.2H24-H12=37.3(十)15.812.77.937.3(十一)5.94.72.9Ht(十二)83.717.313.77.56.05.04.25.94.72.9218.7R总(十三)83.717.313.77.56.85.04.25.94.72.9188.7R上=0.75R(十四)62.813.010.25.64.53.73.24.43.62.2141.534n表7赤竹冲水库三十年一遇净雨历时表Table7ThreeyearsChiZhuChongreservoirinanetrainlastedtable时段123456789R大-R小(前后相邻)65.715.814.611.78.06.45.55.15.1Rt累65.781.596.1107.8115.8122.2127.7132.8137.9Rt/t65.740.7532.0326.9523.1620.3718.2416.615.32时段101112131415合计R大-R小(前后相邻)5.04.24.03.52.50.2157.3Rt累142.9147.1151.1154.6157.1157.3Rt/t14.2913.3712.5911.8911.2210.49　　　　　表8赤竹冲水库三百年一遇净雨历时表Table8ChiZhuChongreservoirthreebignetrainlastedtable时段12345678910R大-R小(前后相邻)91.126.224.120.213.911.19.38.68.68.6Rt累91.1117.3141.4161.6175.5186.6195.9204.5213.1221.7Rt/t91.158.6547.1340.435.131.127.9925.5623.6822.17时段11121314151617合计R大-R小(前后相邻)7.16.96.06.04.54.44.3260.0Rt累228.8235.7241.7247.7252.2256.6260.9Rt/t20.819.6418.5917.6916.8116.0415.35表9赤竹冲水库二十年一遇净雨历时表Table9TwentyyearsChiZhuChongreservoirinanetrainlastedtable时段123456789R大-R小(前后相邻)62.814.113.010.27.05.64.94.54.4Rt累62.876.989.9100.1107.1112.7117.6122.1126.5Rt/t62.838.4529.9725.0321.4218.7816.815.2614.06n表10水库三十年一遇设计洪水过程线计算成果表Table10Threeyearsinareservoirdesignfloodprocesslinecalculationresultlistti/t00.51.01.52.02.53.03.54.0ti00.91.82.73.64.55.46.37.2Qi/Qm00.11.00.450.240.120.060.030Qi01.6316.317.343.911.960.980.490Qi+Qo0.031.6616.347.373.941.991.010.520.03表11水库三百年一遇校核洪水过程线计算成果表Table11Reservoirfloodprocesslinethreebigcheckcalculationresultstableti/t00.51.01.52.02.53.03.54.0ti00.81.62.43.24.04.85.66.4Qi/Qm00.11.00.450.240.120.060.030Qi02.5525.4811.476.123.061.530.740Qi+Qo0.032.5825.5111.506.153.091.560.770.03表12水库二十年一遇设计洪水过程线计算成果表Table12Thereservoirintwentyyearsthedesignfloodprocesslinesacalculationresultstablesti/t00.51.01.52.02.53.03.54.0ti00.951.92.853.84.755.76.657.6Qi/Qm00.11.00.450.240.120.060.030Qi01.4614.566.553.491.750.870.440Qi+Qo0.031.4914.596.583.521.780.900.470.03